Microsoft Word kompyuter yordamida termodinamika qonunlarini organish

 

---

 

51

FOYDALANILGAN ADABIYOTLAR RO’YHATI

 

1.

 

Karimov  I.  A.  Zamonaviy  kadrlar  —  taraqqiyotimizning  muxim  omilidir. 

«Xalq so’zi» gazetasi. 1997 yil 7 iyun. 

2.

 

B.¢.Qodirov. 

U.Begimqulov, 

A.A.Abduqodirov. 

«Axborot 

texnologiyalari». Elektron darslik. 2002.  

3.

 

S.S.Gulomov,  A.X.Abdullaev.  «Virtualnie  stendi  dlya  imitatsii  funktsiy 

uchebnix masterskix i laboratornix ustanovok». MVISSO. T.,2002. 

4.

 

Karimov A.A., Imamov E.Z., Ruziev K.I., Butayorov O.,  Uzluksiz ta’lim 

tizimi  uchun  o’quv  adabiyotlar  yangi  avlodini  yaratish  kontseptsiyasi, 

Sharq, 16 b. 2002y.  

5.

 

R.I.Xolmurodov,  M.H,  Lutfullaev.  «Zamonaviy  axborot  texnologgiyalari 

asosida o’qitish», T.,O’zRFA «Fan», 2002. 

6.

 

B.Sattarova.  «Koinotning  uch  o’lchamli  tuzilishi»  «Pedagogik  ta’lim» 

TDPU2004 y.  №4. 

7.

 

B.Sattarova.  Pedagogik  oliygohlar  talabalarini    ta’lim  jarayonida    yangi 

axborot  texnologiyalarini    qo’llashga  tayyorlash.  O’zMU  «Zamonaviylik 

kontekstida    pedagogika  fani    va  uning    metodologik  muammolari» 

Respublika ilmiy-amaliy anjuman 20-20 may 2005 y 

8.

 

Gomulina N.N., 

www.gomulina.orc.ru/

 

9.

 

Komp’yuternie 

(novie 

informatsionnie) 

texnologii 

obucheniya. 

http://college.ru/physics/

  

10.

 

Kuni F.M. Statisticheskaya fizika i termodinamika. Uchebnoye  

         posobiye. M., Nauka, 1981 g. 

11.

 

Kubo R. Statisticheskaya mexanika. M., Mir,1967 g. 

12.

 

Serova F.G., Yankina A.A. Sbornik zadach po teoreticheskoy fizike. 

13.

 

Kuni  F.M.  Statisticheskaya  fizika  i  termodinamika.  Uchebnoye  posobiye. 

M., Nauka, 1981 g. 

14.

 

Gibbs Dj.V. Termodinamika, statisticheskaya  mexanika. M., Nauka, 1982 

g. Kurs teoreticheskoy fiziki. T.1,   Uchebnoye posobiye. M., Nauka, 1969 

g.  

---

 

52

15.

 

Levich  V.G.  i  dr.  Kurs  teoreticheskoy  fiziki.  T.2,      Uchebnoye  posobiye. 

M., Nauka, 1971 g.  

16.

 

Rumer  Yu.B.,  Ro’vkin  M.S.  Termodinamika,  statisticheskaya  fizika  i 

kinetika.  Uchebnoye posobiye. M., Nauka, 1976 g.  

17.

 

Terletskiy Ya.P. Statisticheskaya fizika. M., VSh, 1973 g.  

18.

 

Bazarov I.P. Termodinamika. Uchebnik. M., VSh, 1991 g 

19.

 

Landau  L.D.,  Lifshits  ye.M.  Statisticheskaya  fizika.  Uchebnoye  posobiye. 

M., Nauka, 1976 g.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

---

 

53

Internet ma’lumotlari http:\ \physik_ucoz_ru.htm 

 

Первый закон термодинамики: 

Первый 

закон 

термодинамики 

является 

законом 

сохранения 

энергии, 

распространенным на тепловые явления. Закон сохранения энергии: энергия в природе 

не  возникает  из  ничего  и  не  исчезает:  количество  энергии  неизменно,  она  только 

переходит из одной формы в другую. 

В  термодинамике  рассматриваются  тела,  положение  центра  тяжести  которых 

практически  не  меняется.  Механическая  энергия  таких  тел  остается  постоянной,  а 

изменяться может лишь внутренняя энергия. 

Внутренняя  энергия  может  изменяться  двумя  способами:  теплопередачей  и 

совершением  работы.  В  общем  случае  внутренняя  энергия  изменяется  как  за  счет 

теплопередачи,  так  и  за  счет  совершения  работы.  Первый  закон  термодинамики 

формулируется именно для таких общих случаев: 

Изменение внутренней энергии системы при переходе ее из одного состояния в другое 

равно сумме работы внешних сил и количества теплоты, переданного системе: 

 

Если  система  изолирована,  то  над  ней  не  совершается  работа  и  она  не  обменивается 

теплотой  с  окружающими  телами.  Согласно  первому  закону  термодинамики 

внутренняя энергия изолированной системы остается неизменной. 

Учитывая, что , первый закон термодинамики можно записать так: 

 

Количество теплоты, переданное системе, идет на изменение ее внутренней энергии и 

на совершение системой работы над внешними телами. 

Второй  закон  термодинамики:  невозможно  перевести  теплоту  от  более  холодной 

системы  к  более  горячей  при  отсутствии  других  одновременных  изменений  в  обеих 

системах или в окружающих телах. 

 

Применение первого закона термодинамики к изопроцессам: 

При  изохорном  процессе  объем  газа  не  меняется  и  поэтому  работа  газа  равна  нулю. 

Изменение внутренней энергии равно количеству переданной теплоты: 

 

При  изотермическом  процессе  внутренняя  энергия  идеального  газа  не  меняется.  Все 

переданное газу количество теплоты идет на совершение работы: 

 

При изобарном процессе передаваемое газу количество теплоты идет на изменение его 

внутренней энергии и на совершение работы при постоянном давлении. 

 

Адиабатный процесс: 

Адиабатный  процесс  -  процесс  в  теплоизолированной  системе.  Следовательно, 

изменение  внутренней  энергии  при  адиабатном  процессе  происходит  только  за  счет 

совершении работы: 

 

Так  как  работа  внешних  сил  при  сжатии  положительна,  внутренняя  энергия  газа  при 

адиабатном сжатии увеличивается, а его температура повышается. 

При  адиабатном  расширении  газ  совершает  работу  за  счет  уменьшения  своей 

внутренней  энергии,  поэтому  температура  газа  при  адиабатном  расширении 

понижается. 

 

Принцип действия тепловых двигателей: 

---

 

54

Тепловым  двигателем  называется  двигатель,  который  производит  механическую 

работу  за  счет  энергии,  выделившейся  при  сгорании  топлива.  Некоторые  виды 

тепловых двигателей: 

- паровая машина; 

- паровая турбина; 

- двигатель внутреннего сгорания; 

- реактивный двигатель. 

Физические основы работы всех тепловых двигателей одинаковы. Тепловой двигатель 

состоит из трех основных частей: нагревателя, рабочего тела, холодильника. 

Процесс работы теплового двигателя: Рабочее тело приводят в контакт с нагревателем 

( - высокая), поэтому рабочее тело получает от нагревателя . За счет этого количества 

теплоты рабочее тело совершает механическую работу. Затем рабочее тело приводят в 

контакт с холодильником ( - низкая), поэтому рабочее тело отдает тепло холодильнику. 

Таким  образом  возвращается  в  исходное  состояние.  Теперь  рабочее  тело  приводят  в 

контакт  с  нагревателем  и  все  происходит  сначала.  Следовательно,  тепловая  машина  - 

периодического действия, то есть в этой машине тело совершает замкнутый процесс - 

цикл. За каждый цикл рабочее тело совершает работу . 

или  

КПД принято выражать в процентах:  

 

КПД теплового двигателя и его максимальное значение: 

В  начале  XIX  века  французский  инженер  Сади  Карно  исследовал  пути  повышения 

КПД тепловых двигателей. Он придумал цикл, который должен совершать идеальный 

газ  в  некоторой  тепловой  машине,  такой,  что  при  этом  получается  максимально 

возможный КПД. Цикл Карно состоит из двух изотерм и двух адиабат. 

Идеальный  газ  приводят  в  контакт  с  нагревателем  и  предоставляют  ему  возможность 

расширяться  изотермически,  то  есть  при  температуре  нагревателя.  Когда 

расширившийся газ перейдет в состояние 2, его теплоизолируют от нагревателя и дают 

ему  возможность  расширяться  адиабатически,  то  есть  газ  совершает  работу  за  счет 

убыли его внутренней энергии. Расширяясь адиабатически газ охлаждается до тех пор, 

пока его температура не будет равна температуре холодильника (состояние 3). Теперь 

газ  приводят  в  контакт  с  холодильником  сжимают  изотермически.  Газ  отдает 

холодильнику  .  Газ  переходит  в  состояние  4.  Затем  газ  теплоизолируют  от 

холодильника и сжимают адиабатически. При этом температура газа  увеличивается и 

достигает температуры нагревателя. Процесс повторяется сначала. 

 

(*)  -  формула  для  расчета  КПД  идеальной  тепловой  машины,  работающей  по  циклу 

Карно с идеальным газом. 

Карно  показал,  что  КПД  любой  другой  тепловой  машины  (то  есть  с  другим  рабочим 

телом  или  работающей  по  другому  циклу)  будет  меньше,  чем  КПД  цикла  Карно.  На 

практике  не  используют  машины,  работающие  по  циклу  Карно,  но  формула  (*) 

позволяет  определить  максимальный  КПД  при  заданных  температурах  нагревателя  и 

холодильника. 

 

Очевидно,  что  для  увеличения  КПД  нужно  понижать  температуру  холодильника  и 

повышать 

температуру 

нагревателя. 

Понижать 

температуру 

холодильника 

искусственно  невыгодно,  так  как  это  требует  дополнительных  затрат  энергии. 

Повышать  температуру  нагревателя  можно  тоже  до  определенного  предела,  так  как 

различные 

материалы 

обладают 

различной 

жаропрочностью 

при 

высоких 

температурах.  Однако  формула  Карно  показала,  что  существуют  неиспользованные 

резервы повышения КПД, так как практический КПД очень сильно отличается от КПД 

цикла Карно. 

---

 

55

 

Тепловые двигатели и охрана природы: 

Испарение и конденсация, насыщенные и ненасыщенные пары: 

Неравномерное  распределение  кинетической  энергии  теплового  движения  молекул 

приводит  к  тому,  что  при  любой  температуре  кинетическая  энергия  некоторых 

молекул  жидкости  или  твердого  тела  может  превышать  потенциальную  энергию  их 

связи  с  остальными  молекулами.  Испарение  -  процесс,  при  котором  с  поверхности 

жидкости  или  твердого  тела  вылетают  молекулы,  кинетическая  энергия  которых 

превышает 

потенциальную 

энергию 

взаимодействия 

молекул. 

Испарение 

сопровождается  охлаждением  жидкости,  так  как  жидкость  покидают  молекулы, 

имеющие  большую  кинетическую  энергию,  и  внутренняя  энергия  жидкости 

понижается.  Вылетевшие  молекулы  начинают  беспорядочно  двигаться  в  тепловом 

движении газа; они могут или навсегда удалиться от поверхности жидкости, или снова 

вернуться в жидкость. Такой процесс называется конденсацией. 

Испарение  жидкости  в  закрытом  сосуде  при  неизменной  температуре  приводит  к 

постепенному  увеличению  концентрации  молекул  испаряющегося  вещества  в 

газообразном  состоянии.  Через  некоторое  время  после  начала  процесса  испарения 

концентрация  вещества  в  газообразном  состоянии  достигает  такого  значения,  при 

котором  число  молекул,  возвращающихся  в жидкость  в  единицу  времени,  становится 

равным  числу  молекул,  покидающих  поверхность  жидкости  за  то  же  время. 

Устанавливается  динамическое  равновесие  между  процессами  испарения  и 

конденсации вещества. 

Вещество  в  газообразном  состоянии,  находящееся  в  динамическом  равновесии  с 

жидкостью,  называется  насыщенным  паром.  Пар,  находящийся  при  давлении  ниже 

давления насыщенного пара называется ненасыщенным. 

При сжатии насыщенного пара концентрация молекул пара увеличивается, равновесие 

между процессами испарения и конденсации нарушается и часть пара превращается в 

жидкость. При расширении насыщенного пара концентрация его молекул уменьшается 

и  часть  жидкости  превращается  в  пар.  Таким  образом,  концентрация  насыщенного 

пара  остается  постоянной  независимо  от  объема.  Так  как  давление  газа 

пропорционально  концентрации  и  температуре  (),  давление  насыщенного  пара  при 

постоянной температуре не зависит от объема. 

Интенсивность  процесса  испарения  увеличивается  с  возрастанием  температуры 

жидкости.  Поэтому  динамическое  равновесие  между  испарением  и  конденсацией при 

повышении температуры устанавливается при больших концентрациях молекул газа. 

Давление  идеального  газа  при  постоянной  концентрации  молекул  возрастает  прямо 

пропорционально  абсолютной  температуре.  Так  как  в  насыщенном  паре  при 

возрастании 

температуры 

концентрация 

молекул 

увеличивается, 

давление 

насыщенного  пара  с  повышением  температуры  возрастает  быстрее,  чем  давление 

идеального газа с постоянной концентрацией молекул. То есть давление насыщенного 

пара растет не только вследствие повышения температуры жидкости, но и вследствие 

увеличения концентрации молекул пара.  

Главное различие в поведении идеального газа и насыщенного пара состоит в том, что 

при  изменении  температуры  пара  в  закрытом  сосуде  (или  при  изменении  объема  при 

постоянной температуре) меняется масса пара.